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身臨其境,觸手可及:ART動捕技術(shù)結(jié)合大屏打造全方位沉浸體驗

自虛擬現(xiàn)實技術(shù)在20世紀(jì)90年代初嶄露頭角以來,立體投影儀幕便被用于虛擬現(xiàn)實。

盡管當(dāng)時的CRT“beamer”投影儀僅能提供較低的200流明亮度輸出,并且需要一臺像冰箱一樣龐大的Silicon Graphics計算機來生成實時圖形,但它們?nèi)匀荒軌蛞?00x600的分辨率顯示圖像。通過采用抗鋸齒技術(shù)來減少令人頭疼的“鋸齒邊緣”問題,以及多邊形剔除技術(shù)來降低觀眾視野范圍外不必要的細節(jié),最終呈現(xiàn)出一個可行的、引人入勝且相對逼真的立體顯示效果。

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即使面臨種種技術(shù)限制,立體系統(tǒng)仍能保持完整性的運行關(guān)鍵在于加入了運動捕捉系統(tǒng)。當(dāng)能夠捕捉用戶的頭部和手部位置時,一切都發(fā)生了變化:用戶不再僅僅是直接注視屏幕,即使固定在空間中的某個點,也能夠像透過一扇窗戶那樣穿過屏幕觀看,伴隨著真實世界中的視差效果。實際上,他們被3D圖形所包圍,進入了一種我們?nèi)缃穹Q之為“沉浸”的狀態(tài)。
事實上,觀看者幾乎完全失去了對屏幕實際位置的感覺,感覺是在真實世界中觀看,要么是偶爾注意到較大的像素,要么就是不小心用鼻子碰到了屏幕……
現(xiàn)在,我們有了激光投影儀,它們能夠以 4K 分辨率輸出人眼所能承受的最大亮度(這意味著極細小的像素和巨大的屏幕),并且可以追蹤多個觀看者,讓他們在各自的視角與圖像互動,就像在現(xiàn)實世界中與實體物件互動一樣。此外,因為參與者們可以看到彼此,他們可以很自然地討論合作,并觀察彼此的身體語言。
許多客戶持續(xù)反饋,這種多人沉浸式的虛擬現(xiàn)實(大屏,CAVE等)形式相比,長時間佩戴頭戴式顯示器可能帶來孤立感、迷失方向以及不適感,大屏立體效果更為出色。

超高清 LED 屏幕也能提供立體顯示功能,這些屏幕采用獨立屏塊拼接而成,因此無論是平面還是曲面屏幕,都可以靈活地適應(yīng)相對狹小的空間。

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將這些特性與優(yōu)勢結(jié)合在一起的關(guān)鍵技術(shù)是精密的動作捕捉系統(tǒng)。它主要有兩大功能:一是將立體圖像與個人的視角對齊,為每個人提供個性化的沉浸式三維視圖;二是允許用戶很方便切入三維模型中選擇和控制各個部件。

為了實現(xiàn)這一點,ART 提供了直觀的導(dǎo)航和交互設(shè)備,例如 Flystick2+ 手柄和獨特的高精確的指動捕捉系統(tǒng)Fingertracking,能夠以前所未有的精度選擇物體并執(zhí)行操作。

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總而言之,一個成功的沉浸式虛擬現(xiàn)實(VR)系統(tǒng)實施不僅需要確保所有組件都能無縫可靠地協(xié)同工作,還需要充分考慮用戶的需求,因為他們可能會使用這個系統(tǒng)進行長時間的工作。畢竟,如果系統(tǒng)使用起來不舒服,就有很大的風(fēng)險導(dǎo)致投資浪費,因為系統(tǒng)可能會被棄之不用。
案例分享

奔馳技術(shù)中心的虛擬現(xiàn)實中心 (VRC).jpg

奔馳技術(shù)中心的虛擬現(xiàn)實中心 (VRC)

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龐巴迪虛擬制造中心

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Arts et Métiers 和法國汽車雷諾5面CAVE

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西門子工廠虛擬規(guī)劃

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HLRS 的可視化實驗室

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Kasaero GmbH CFD仿真


關(guān)于北京和遠科技

北京和遠科技有限公司(Hysim Technology)成立于2014年,是面向高端制造業(yè)提供虛擬產(chǎn)品開發(fā)與仿真產(chǎn)品服務(wù)的國家高新技術(shù)企業(yè),為用戶提供PLMVR產(chǎn)品全壽命周期數(shù)字孿生虛擬樣機解決方案。

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公司主要服務(wù)于軌道交通、汽車制造、船舶海工、工程機械、航空航天、電力能源等領(lǐng)域,針對企業(yè)在營銷展示、設(shè)計研發(fā)、工藝制造、運營維護的產(chǎn)品全壽命周期提供如下:(1)數(shù)字化營銷展示與輔助銷售平臺;(2)MBSE基于模型的系統(tǒng)工程;(3)基于VR沉浸式體驗的外觀造型及工程結(jié)構(gòu)設(shè)計評審;(4)結(jié)合動作捕捉技術(shù)及半實物臺架的產(chǎn)品感知體驗與人機工程驗證;(5)CAE仿真數(shù)據(jù)可視化評審;(6)基于3DE平臺的數(shù)字連續(xù)性多專業(yè)協(xié)同設(shè)計;(7)虛擬產(chǎn)品試裝試制驗證與工藝仿真;(8)基于模型的產(chǎn)線規(guī)劃設(shè)計與評審;(9)虛擬產(chǎn)品使用培訓(xùn)及情景演練平臺;(10)AR現(xiàn)場作業(yè)指導(dǎo)及遠程專家指導(dǎo)平臺;(11)產(chǎn)線與產(chǎn)品三維數(shù)字孿生平臺等業(yè)務(wù)咨詢、平臺規(guī)劃與構(gòu)建、定制開發(fā)、數(shù)據(jù)實施及軟硬件環(huán)境系統(tǒng)集成服務(wù)。

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